一种可穿戴设备及提高生理指标测量准确率的方法与流程

本技术涉及智能设备，尤其涉及一种可穿戴设备及提高生理指标测量准确率的方法。

背景技术：

1、随着科技的进步，以智能手表、智能手环以及耳机为代表的可穿戴设备(wearabledevice)，已经被广大消费者购买使用，并作为其监测生理健康指标的方式之一。其中，心率、心电图以及肌电图是可穿戴设备中最为常见的测量指标。可穿戴设备中往往是通过配置光体积变化描记图(photoplethysmography，ppg)传感器、心电图(electrocardiography，ecg)传感器和肌电图(electromyography，emg)传感器来实现心率、心电以及肌电等指标的测量。

2、然而，随着外界环境的变化，人体的生理状态容易发生变化，导致可穿戴设备上所配置的传感器面临较大的测量挑战。例如，在寒冷的天气下，人体表面皮肤的血管收缩，血液灌注率降低，容易导致ppg传感器的测量准确率下降；又例如，在干燥的天气下，人体的表面皮肤干燥，ecg传感器难以与人体有高质量的连接，也容易导致ecg传感器的测量准确率下降。

3、因此，目前亟需一种能够有效地提高可穿戴设备上传感器的测量准确率的方法。

技术实现思路

1、本技术提供了一种可穿戴设备，通过配置热学属性测量器件来测量生物皮肤的热学属性，并将热学属性作为控制信号来控制对生物皮肤进行加热或降温，从而改变皮肤的热学属性，进而提高与皮肤的热学属性具有相关性的其他器件的测量准确率。

2、本技术第一方面提供一种可穿戴设备，包括：热学属性测量器件和温度调节器件。

3、其中，热学属性测量器件，用于测量生物的皮肤热学属性。生物的皮肤热学属性例如包括以下属性中的一种或多种：热导率、热扩散率和热容。

4、温度调节器件，所述温度调节器件与所述热学属性测量器件电连接，用于基于所述生物的皮肤热学属性控制对所述生物的皮肤进行加热或降温，以改变所述生物的皮肤热学属性。例如，在生物的皮肤热学属性指示血液灌注率或皮肤含水量较低时，温度调节器件可以是控制对生物的皮肤进行加热；当生物的皮肤热学属性指示皮肤含水量过高时，温度调节器件可以是控制对生物的皮肤进行降温；当生物的皮肤热学属性指示血液灌注率或皮肤含水量满足测量需求时，温度调节器件可以是不对生物的皮肤进行温度调节。

5、本方案中，通过配置热学属性测量器件来测量生物皮肤的热学属性，并将热学属性作为控制信号来控制对生物皮肤进行加热或降温，从而改变皮肤的热学属性，进而提高与皮肤的热学属性具有相关性的其他器件的测量准确率，例如提高测量心率或心电图的器件的准确率。

6、在一种可能的实现方式中，可穿戴设备还包括生理指标测量器件，用于测量所述生物的生理指标，其中所述生物的皮肤热学属性与所述生理指标测量器件的测量准确率相关。示例性地，生物的生理指标例如可以为心率、心电图和/或肌电图，生理指标测量器件例如可以为光体积变化描记图(photoplethysmography，ppg)传感器、生物电阻抗传感器、心电图(electrocardiography，ecg)传感器、肌电图(electromyography，emg)传感器和/或单热通量传感器。

7、由于皮肤内的血液灌注率以及皮肤表面的含水量均会影响热量在生物的皮肤上的传递情况(即影响皮肤的热学属性)，因此基于用于指示热量在生物的皮肤上传递情况的皮肤热学属性(即皮肤的热导率、热扩散率和/或热容)，能够计算得到皮肤内的血液灌注率以及皮肤表面的含水量。这样，本技术中通过测量皮肤热学属性，能够获知皮肤内的血液灌注率以及皮肤表面的含水量，从而进一步地判断是否需要对皮肤进行加热或降温，以改变生物的皮肤热学属性，使得皮肤内的血液灌注率以及皮肤表面的含水量满足需求，进而保证生理指标测量器件的测量准确率。

8、同时，单热通量传感器等进行深层组织温度测量时，通过生物传热方程，根据深层组织温度传到到皮肤表面的温度数值，预测深层温度。因此，基于用于指示热量在生物的皮肤上传递情况的皮肤热学属性的准确测量值(即皮肤的热导率、热扩散率和/或热容)，可以进一步提升单热通量传感器进行深层组织温度测量时的测量准确度。

9、在一种可能的实现方式中，温度调节器件包括温度调节单元和温度控制单元。其中，温度调节单元用于产生热量和/或吸收热量；温度控制单元用于基于生物的皮肤热学属性控制温度调节单元进行工作，以对生物的皮肤进行加热或降温。

10、在一种可能的实现方式中，温度调节单元包括以下器件中的一种或多种：电阻丝、电加热片以及热电偶。

11、在一种可能的实现方式中，温度调节单元嵌入可穿戴设备的基底，可穿戴设备的基底被配置为贴近生物的皮肤。

12、具体来说，可穿戴设备的基底是直接与人体皮肤接触的，因此通过将温度调节单元嵌入到可穿戴设备的基底中，能够尽可能地靠近人体皮肤，且温度调节单元能够通过基底很好地实现热量的传递。此外，本方案中通过将温度调节单元嵌入基底中，能够避免温度调节单元暴露在可穿戴设备外，在保证温度调节效果的同时，实现对温度调节单元的保护。

13、在一种可能的实现方式中，生理指标测量器件和温度调节单元分别嵌入基底的不同位置。

14、本方案中，通过将生理指标测量器件和温度调节单元分别嵌入基底的不同位置，能够保证生理指标测量器件的测量准确率以及保证温度调节单元的温度调节能力，且避免两个器件之间的互相干扰。

15、在一种可能的实现方式中，生理指标测量器件设置于可穿戴设备的基底的第一面之上，温度调节单元嵌入基底的第一面上，基底的第二面被配置为贴近生物的皮肤，且第一面与第二面平行。

16、在一种可能的实现方式中，热学属性测量器件包括热传感器和加热器，热传感器和加热器用于配合工作，以测量生物的皮肤热学属性。温度调节器件用于基于生物的皮肤热学属性控制加热器对生物的皮肤进行加热。

17、本方案中，通过利用热学属性测量器件中的加热器来实现皮肤温度的调节，能够无需在可穿戴设备上额外设置加热器，节省成本且降低可穿戴设备的设计复杂度。

18、在一种可能的实现方式中，生理指标测量器件包括ppg传感器，ppg传感器用于测量生物的心率。温度调节器件用于基于生物的皮肤热学属性控制ppg传感器中的光发射器持续工作，以对生物的皮肤进行加热。

19、本方案中，通过利用ppg传感器中的光发射器来实现皮肤温度的调节，能够无需在可穿戴设备上额外设置加热器，节省成本且降低可穿戴设备的设计复杂度。

20、在一种可能的实现方式中，温度调节器件用于基于生物的第一皮肤热学属性小于或等于第一阈值，控制对生物的皮肤进行加热。其中，第一生物的第一皮肤热学属性可以为热导率、热扩散率和热容中的任意一种。

21、本方案中，通过比较皮肤热学属性与特定阈值之间的差异，来控制是否需要触发对皮肤进行加热，控制策略简单，且能够有效地提高生理指标测量器件的测量准确率，提高了方案的可实现性。

22、在一种可能的实现方式中，温度调节器件还用于基于生物的第一皮肤热学属性与第一阈值之间的差异，控制对生物的皮肤进行加热的功率和/或时长。

23、本方案中，温度调节器件基于皮肤热学属性与触发加热的第一阈值之间的差异程度，调整对皮肤进行加热的功率和/或时长，能够准确有效地将皮肤加热至所需状态，避免反复测量皮肤热学属性以及加热，提高皮肤加热的效率。

24、在一种可能的实现方式中，可穿戴设备中的生理指标测量器件包括ppg传感器；温度调节器件还用于基于生物的第二皮肤热学属性大于第二阈值，控制对生物的皮肤进行降温。其中，第二生物的第一皮肤热学属性可以为热导率、热扩散率和热容中的任意一种。

25、在一种可能的实现方式中，在生物的皮肤热学属性包括多种属性的情况下；温度调节器件用于基于第三阈值，控制对生物的皮肤进行加热。其中，第三阈值为多种属性的加权求和结果。

26、本方案中，通过综合多种属性的测量结果来判定是否对皮肤进行温度调节，能够提高基于皮肤热学属性来控制调节皮肤温度的可靠性，进而在提高生理指标测量器件的准确率的同时，更可靠地保证用户的体验。

27、在一种可能的实现方式中，温度调节器件还与生理指标测量器件电连接；温度调节器件还用于获取生理指标测量器件测量得到的信号，并基于生理指标测量器件测量得到的信号的质量控制热学属性测量器件工作。

28、具体来说，当生理指标测量器件测量得到的生理指标测量器件测量得到的信号的质量较差时，代表皮肤的血液灌注率或含水量可能偏低(即不满足生理指标测量器件的测量需求)，因此温度调节器件可以控制热学属性测量器件工作，以测量当前的皮肤热学属性；当生理指标测量器件测量得到的生理指标测量器件测量得到的信号的质量较高时，代表皮肤的血液灌注率或含水量正常(即满足生理指标测量器件的测量需求)，因此温度调节器件则不再控制热学属性测量器件工作，以节省可穿戴设备的能耗。

29、在一种可能的实现方式中，温度调节器件还与生理指标测量器件电连接；温度调节器件具体用于获取生理指标测量器件测量得到的信号，并基于生理指标测量器件测量得到的信号的质量以及生物的皮肤热学属性对生物的皮肤进行加热或降温。

30、本方案中，通过综合生理指标测量信号的质量以及生物的皮肤热学属性来控制对生物的皮肤进行加热或降温，能够有效地判断影响生理指标测量器件的测量准确率的因素，进而实现在有效地提高生理指标测量器件的测量准确率的同时，尽可能地避免影响用户体验。

31、在一种可能的实现方式中，可穿戴设备还包括单热通量传感器，该单热通量传感器用于测量生物的皮肤温度并基于生物的皮肤温度和皮肤热学属性确定生物的体温。

32、在一种可能的实现方式中，可穿戴设备为手表、手环、耳机、智能织物或戒指。

33、本技术第二方面提供一种提高生理指标测量准确率的方法，该方法应用于可穿戴设备，包括：测量生物的皮肤热学属性；基于生物的皮肤热学属性控制对生物的皮肤进行加热或降温，以改变生物的皮肤热学属性。其中，可穿戴设备可以包括生理指标测量器件，生物的皮肤热学属性与生理指标测量器件的测量准确率相关。

34、在一种可能的实现方式中，生物的皮肤热学属性包括以下属性中的一种或多种：热导率、热扩散率和热容。

35、在一种可能的实现方式中，生物的皮肤热学属性可以是仅包括一种属性。基于生物的皮肤热学属性控制对生物的皮肤进行加热或降温，具体包括：基于生物的第一皮肤热学属性小于或等于第一阈值，控制对生物的皮肤进行加热。

36、在一种可能的实现方式中，在控制对生物的皮肤进行加热的过程中，对生物的皮肤进行加热的功率和/或时长是基于生物的皮肤热学属性与第一阈值之间的差异确定的。

37、在一种可能的实现方式中，生理指标测量器件包括ppg传感器。基于生物的皮肤热学属性控制对生物的皮肤进行加热或降温，具体包括：基于生物的第二皮肤热学属性大于第二阈值，控制对生物的皮肤进行降温。

38、在一种可能的实现方式中，在生物的皮肤热学属性包括多种属性的情况下；基于生物的皮肤热学属性控制对生物的皮肤进行加热或降温，具体包括：基于第三阈值，控制对生物的皮肤进行加热，该第三阈值基于多种属性加权求和得到。

39、在一种可能的实现方式中，该方法还包括：基于生理指标测量器件测量得到的信号的质量控制热学属性测量器件工作。

40、在一种可能的实现方式中，该方法还包括：基于生理指标测量器件测量得到的信号的质量以及生物的皮肤热学属性控制对生物的皮肤进行加热或降温。

41、在一种可能的实现方式中，该方法还包括：获取所述生物的皮肤温度；基于所述生物的皮肤温度和皮肤热学属性确定所述生物的体温。

42、在一种可能的实现方式中，生理指标测量器件包括以下传感器中的一个或多个：ppg传感器、生物电阻抗传感器、ecg传感器、emg传感器以及单热通量传感器。

43、在一种可能的实现方式中，可穿戴设备为手表、手环、耳机、智能织物或戒指。

44、本技术第三方面提供一种存储设备，包括存储介质和处理器；存储介质存储有代码，处理器被配置为执行代码，当代码被执行时，存储设备执行如前述第二方面任一实现方式的方法。

45、本技术第四方面提供一种计算机存储介质，其特征在于，计算机存储介质存储有指令，指令在由计算机执行时使得计算机实施前述第二方面任一实现方式的方法。

46、本技术第五方面提供一种计算机程序产品，其特征在于，计算机程序产品存储有指令，指令在由计算机执行时使得计算机实施前述第二方面任一实现方式的方法。

47、本技术第六方面提供一种芯片，该芯片包括处理器和通信接口，该通信接口用于与所示芯片之外的模块通信，该处理器用于运行计算机程序或指令，使得安装该芯片的装置可以执行前述第二方面任一实现方式的方法。

48、其中，第二方面至第六方面中任一种实现方式所带来的技术效果可参见上述第一方面中不同实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。